一种配电网一次设备的温度告警系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种配电网一次设备的温度告警系统及方法。该系统包括塑料光纤和温度告警装置，所述塑料光纤缠绕设置在配电网一次设备中所需测温处，其包括第一连接头和第二连接头，所述温度告警装置包括一外壳，外壳内设有光纤发射单元、处理器、驱动单元、光敏检测单元、A/D转换单元和网络传输单元，所述驱动单元与处理器相连，所述光纤发射器与所述光纤的第一连接头相连，所述光敏检测单元与所述光纤的第二连接头相连，所述A/D转换单元与所述处理器相连，所述处理器与网络传输单元相连。本发明专利技术可有效避免过热造成的一次设备故障，避免了事故的发生，保障了配电网的安全、稳定运行。

Temperature alarm system and method for primary equipment of power distribution network

The invention provides a temperature alarm system and method for a primary equipment of a distribution network. The system includes a plastic optical fiber and temperature alarm device, the plastic optical fiber winding set to the desired temperature in a device in distribution network, which comprises a first connector and a second connector, wherein the temperature alarm device includes a housing, the housing is provided with the optical fiber transmission unit, processing unit, driving unit, photosensitive detection unit A/D conversion unit and a network transmission unit, the drive unit is connected with the processor, the fiber optic transmitter is connected with the first optical fiber connector, the photosensitive unit and the optical fiber connector second connected, the A/D conversion unit is connected with the processor, the processor and network transmission unit connected. The invention can effectively avoid the primary equipment failure caused by overheating, avoid the occurrence of accidents, and guarantee the safe and stable operation of the distribution network.

【技术实现步骤摘要】
一种配电网一次设备的温度告警系统及方法
本专利技术涉及配电网
，尤其涉及一种配电网一次设备的温度告警系统及方法。
技术介绍
过热是电气设备常见的故障，配电网一次设备过热的原因是多方面的。根据调查研究表明，以各类电气接触不良为特征的发热故障占各类异常发热故障的首位，以各种导体接头为主的发热占所有热故障的70%以上，在各种单元式设备内部热故障中，电气接触不良的发热也占有相当的比例，绝缘性发热故障比例相对较小。配电网一次设备发热问题普遍存在，潜在的危险是不容忽视的，特别是随着负荷的增加、设备的老化，环境温度和电气接点温度容易偏高，如果不及时处理可能导致着火或爆炸事故。因此，一次设备的温度告警是非常重要的。一次设备中需要测温的部位有：变压器进、出线接点，高、低压开关柜的触头，电缆的接头和电缆与电气设备的连接处，母线的接头等。目前红外热成像技术比以前有了很大的进步，但由于它是离线式的，此技术操作复杂，价格昂贵，不易普及。而且常见的中压开关柜开关触头位于全封闭金属铠装柜中，常规的红外测温无法实现。目前实际运行的有光纤测温、无线测温，但均需在开关柜的每个触头上使用专用的温度传感器、同时配合专用管理主机来实现温度的实时检测，虽然测温可以较准确，但应用成本较高，通常需安装于静触头需母线停电，因此目前在现场推广运用的并不多。实际上，变压器进、出线接点和高、低压开关柜触头等部位的实时温度不重要，只是要防止触头温升阀值不要超过触头弹簧的退火温度（通常不能超150℃），以防弹簧失去弹力，加速恶化接触不良；也不能超过绝缘材料的承受温度（如F级绝缘为155℃），以防绝缘失效。只要能及时发现并处理这些过热缺陷，并不会对配电网一次设备的正常运行造成不可挽回影响，现场运维迫切需要一个简单易用、经济可靠的智能告警“示温蜡片”，一旦发现变压器进出线和开关触头等部位的温度异常即后台实时告警。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述弊端，从而提供了一种配电网一次设备的温度告警系统及方法。在第一方面，本专利技术提供了一种配电网一次设备的温度告警系统。该系统包括塑料光纤和温度告警装置，所述塑料光纤缠绕设置在配电网一次设备中所需测温处，其包括第一连接头和第二连接头，所述温度告警装置包括一外壳，外壳内设有光纤发射单元、处理器、驱动单元、光敏检测单元、A/D转换单元和网络传输单元，所述驱动单元与处理器相连，用以根据处理器的控制指令驱动所述光纤发射单元发光；所述光纤发射器与所述光纤的第一连接头相连，用以将接收的驱动电信号转换为光信号并传输至所述塑料光纤；所述光敏检测单元与所述光纤的第二连接头相连，用以检测塑料光纤传输过来的光的信号强度，并根据光的信号强度输出不同的模拟电压信号至所述A/D转换单元；所述A/D转换单元与所述处理器相连，用以将光敏检测单元发送的模拟电压信号转换为数字电压信号并发送至所述处理器；所述处理器与所述网络传输单元相连，用以控制所述驱动单元的工作，以及根据接收的电压信号大小判断塑料光纤的温度值，并将超过预设温度值的判断结果通过网络传输单元传输至后台服务器。进一步地，所述系统还包括滤波放大单元，所述滤波放大单元包括阻容滤波电路和同相放大电路，所述同相放大电路与所述光敏检测单元相连，用以对光敏检测单元输出的电信号进行放大；所述阻容滤波电路与所述同相放大电路和所述A/D转换单元分别连接，用以将同相放大电路放大后的电信号进行滤波处理。进一步地，所述驱动单元采用型号为DS75452的双通道的串行驱动器。进一步地，所述光敏检测单元包括型号为MG45的光敏电阻和封装在其外面的接口，所述接口用以连接所述光纤的第二连接头。进一步地，所述塑料光纤缠绕2至3周在配电网一次设备的变压器进/出线接点、高/低压开关柜的触头、电缆的接头、母线的接头和电缆与电气设备的连接处。进一步地，所述光纤发射单元采用HFBR-1532光纤发射器。进一步地，所述温度告警装置的外壳上设有卡扣。在第二方面，本专利技术还提供了一种配电网一次设备的温度告警方法，该方法包括：驱动光纤发射器发射光源，以向所述塑料光纤传输光信号，所述塑料光纤缠绕在配电网一次设备中所需测温处；接收塑料光纤反馈回的光信号，根据光信号的强度输出对应的模拟电压信号；将模拟电压信号转换为数字电压信号；根据数字电压信号，判断所述塑料光纤的温度；将超过预设温度值的判断结果通过网络传输单元传输至后台服务器。进一步地，所述将模拟电压信号转换为数字电压信号之前还包括：将模拟电压信号进行信号放大和滤波处理。进一步地，所述配电网一次设备中所需测温处包括：变压器进/出线接点、高/低压开关柜的触头、电缆的接头、母线的接头和电缆与电气设备的连接处。本专利技术利用塑料光纤绝缘性能高，芯材耐热性能差的特点将塑料光纤缠绕在感温点，尾端引出到温度告警装置。一旦测温处温度超过测温处光纤的玻璃化转化温度，光纤的芯层液化后卡断，光通道就将中断，告警装置即可上送超温告警，相应申请停电进行检修。有效避免了过热造成的一次设备故障，避免了事故的发生，保障了配电网的安全、稳定运行。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种配电网一次设备的温度告警系统的结构框图；图2为本专利技术实施例提供的一种配电网一次设备的温度告警系统的电路原理图；图3为本专利技术实施例提供的温度告警系统与变压器进出线的连接示意图；图4为本专利技术实施例提供的温度告警系统与开关柜开关触头的连接示意图；图5为本专利技术实施例提供的一种配电网一次设备的温度告警方法流程图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。需要说明的是，附图仅为示例性说明，并未按照严格比例绘制，而且其中可能有为描述便利而进行的局部放大、缩小，对于公知部分结构亦可能有一定缺省。塑料光纤（POF）相对于传统石英光纤，便宜易得，同时具有直径大（1mm）、柔软易弯曲、易加工连接、使用方便的特点。塑料光纤采用电气性能良好材料如硅橡胶、三元乙丙橡胶包覆，绝缘性能高。但其芯材为高分子材料，耐热性能较差。塑料光纤常用的通光芯材PMMA（俗称有机玻璃），其玻璃化转化温度是105℃，超过此温度，PMMA玻璃化后变成液态，如果在外力作用下形成卡断点，就不能正常传输光。本专利技术则是利用塑料光纤的特性来进行配电网一次设备感温点的温度测量。图1为本专利技术提供的一种配电网一次设备的温度告警系统电路原理图。如图1所示，该实施例提供了一种配电网一次设备的温度告警系统电路图。该系统包括塑料光纤1和温度告警装置2。塑料光纤1缠绕2-3周在配电网一次设备中所需测温处，如变压器进/出线接点、高/低压开关柜的触头、电缆的接头、母线的接头和电缆与电气设备的连接处。塑料光纤的总长不超过3米。塑料光纤1带有第一连接头11和第二连接头12，两连接头均为标准的SC接头。温度告警装置2包括一外壳，外壳上还可设置卡扣结构，设置卡扣结构的目的可方便放置告警装置。外壳内设有处理器21、驱动单元22、光纤发射单元23、光敏检测单元24、A/D转换单元25和网络传输单元26。驱动单元22采用DS75452的双通道的串行驱动器，每个通道由一个与门和一个三极管构成，第一个通道是两路信号A1和A2的与门输出，第二个通道是两路信号B1和B2的与门输出。信号输入本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种配电网一次设备的温度告警系统，其特征在于，包括塑料光纤和温度告警装置，所述塑料光纤缠绕设置在配电网一次设备中所需测温处，其包括第一连接头和第二连接头，所述温度告警装置包括一外壳，外壳内设有光纤发射单元、处理器、驱动单元、光敏检测单元、A/D转换单元和网络传输单元，所述驱动单元与处理器相连，用以根据处理器的控制指令驱动所述光纤发射单元发光；所述光纤发射器与所述光纤的第一连接头相连，用以将接收的驱动电信号转换为光信号并传输至所述塑料光纤；所述光敏检测单元与所述光纤的第二连接头相连，用以检测塑料光纤传输过来的光的信号强度，并根据光的信号强度输出不同的模拟电压信号至所述A/D转换单元；所述A/D转换单元与所述处理器相连，用以将光敏检测单元发送的模拟电压信号转换为数字电压信号并发送至所述处理器；所述处理器与网络传输单元相连，用以控制所述驱动单元的工作，以及根据接收的电压信号大小判断塑料光纤的温度值，并将超过预设温度值的判断结果通过网络传输单元传输至后台服务器。

【技术特征摘要】
1.一种配电网一次设备的温度告警系统，其特征在于，包括塑料光纤和温度告警装置，所述塑料光纤缠绕设置在配电网一次设备中所需测温处，其包括第一连接头和第二连接头，所述温度告警装置包括一外壳，外壳内设有光纤发射单元、处理器、驱动单元、光敏检测单元、A/D转换单元和网络传输单元，所述驱动单元与处理器相连，用以根据处理器的控制指令驱动所述光纤发射单元发光；所述光纤发射器与所述光纤的第一连接头相连，用以将接收的驱动电信号转换为光信号并传输至所述塑料光纤；所述光敏检测单元与所述光纤的第二连接头相连，用以检测塑料光纤传输过来的光的信号强度，并根据光的信号强度输出不同的模拟电压信号至所述A/D转换单元；所述A/D转换单元与所述处理器相连，用以将光敏检测单元发送的模拟电压信号转换为数字电压信号并发送至所述处理器；所述处理器与网络传输单元相连，用以控制所述驱动单元的工作，以及根据接收的电压信号大小判断塑料光纤的温度值，并将超过预设温度值的判断结果通过网络传输单元传输至后台服务器。2.根据权利要求1所述的一种配电网一次设备的温度告警系统，其特征在于，还包括滤波放大单元，所述滤波放大单元包括阻容滤波电路和同相放大电路，所述同相放大电路与所述光敏检测单元相连，用以对光敏检测单元输出的电信号进行放大；所述阻容滤波电路与所述同相放大电路和所述A/D转换单元分别连接，用以将同相放大电路放大后的电信号进行滤波处理。3.根据权利要求1所述的一种配电网一次设备的温度告警系统，其特征在于，所述驱动单元采用型号为DS75452的双通道的串行驱...

【专利技术属性】
技术研发人员：佘远亮，
申请(专利权)人：南京科瑞电力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32